柔性自密封自通气热填充容器的制造方法
【专利说明】柔性自密封自通气热填充容器 发明领域
[0001] 本发明涉及一种容器，该容器用于在适当时为温的或热的状态下引入容器中的产 品，以便对该产品进行卫生的包装。更具体而言，本发明涉及可用于微波和/或烤箱烹饪中 的柔性"热填充"容器，该容器还具有一个自密封自通气区域，该区域由于升高的温度和/ 或压力而破裂、并且然后在从该容器内部排出过剩压力后重新密封。 发明背景
[0002] 用于用温的或热的食品进行的填充过程的柔性容器，所谓的"热填充应用"，必须 解决在常规容器应用中不存在的若干基础的担忧。在片材或薄膜包装物中进行热填充的能 力允许食物在无制冷的情况下被储存。通过热填充进行商业灭菌对于该片材或薄膜结构的 材料选择强加了若干附加限制。这种热密封必须承受住高于170°F(77°C)并且典型地在 170°F至212°F(77°C至IO(TC)之间的商业热填充温度。该结构必须不会因为这种灭菌 而层离、收缩或起皱。阻隔氧气和水的特性必须不受到商业灭菌条件的永久负面影响。该 结构必须足够坚固以允许在包装物仍旧热时处理该包装物。热填充所强加的这些附加要求 排除了常用于非重复储存的薄膜或片材食品包装物的许多材料和结构。
[0003]目前食品包装市场的趋势之一是方便，这是由出于各种原因不想再烹饪的单身家 庭消费者数量的逐渐增加所驱动的，因此对于仅仅必须再加热的现成膳食的需求正不断增 长。这样的现成膳食通常以"热填充"方式包装在柔性袋中。这些柔性热填充袋典型地是 由一个或多个热塑性片材沿着边缘密封以形成内部空间而形成的。这些袋可以包括开口， 可以通过该开口将物品放入包装物中。接着可以将袋的开口密封以将物品封闭在其中。密 封该容器所使用的各种密封件通常防止气体、例如空气或湿气进入或离开该容器。总体上， 在该包装物品的内部存在某一水平的流体。例如，许多食品本身可能具有相对高的水含量。 在加热过程中，此湿气的一部分可能汽化并且累积在该包装物品内部。水蒸气的累积可能 导致该包装物品的爆裂，例如该包装物品的盖子或接缝的爆裂。这种爆裂通常是不希望的， 因为这典型地在包装物中已经获得相对高的压力时发生。因此，可能对烤箱或使用者造成 伤害。至少，包装物品的破裂可能造成已加热的食品和/或液体在烤箱内部飞溅。这些飞 溅的物质可能难以清除。
[0004] 为了防止包装物的破裂，自通气特征对于内部压力（在烤箱环境下没有在外部被 抵消）的受控释放以避免容器的突然的、不希望的爆裂和/或其内容物的损失/飞溅是有 益的。依赖于在烹饪过程中产生的热量来熔化包装薄膜的一部分以提供自通气特征的多层 式包装材料是现有技术中已知的并且在例如US6, 596, 355中有所描述。这样的分层式材 料要求在该多层式结构中使用低温熔化的树脂。然而，这些低温熔化的树脂不能承受热填 充操作所需要的升高的温度。然而，一旦自通气特征已被打开，在将包装物从微波炉中拿出 时热的食物或液体就可能穿过该自通气特征而泄露或洒出，从而导致烫伤消费者。
[0005] 因而，本领域仍然需要在包括用多层薄膜进行密封的柔性袋和塑料容器在内的容 器中有用的材料，这些容器不仅是自通气的、而且是可靠地自密封的。换言之，一旦在作用 于容器上时蒸汽或空气的排出被释放或充分减小，自通气特征的流出通道将自动地自密封 以便防止流体进一步流出该包装物。因此，可以避免包装物内容物的泄露、溅出或腐败。这 种自动自密封将是在柔性自通气可微波加热容器中、并且尤其是具有足够耐久性而能承受 热填充操作的柔性自通气可微波加热容器中的重大优点。 发明概述
[0006] 本发明与对容器、以及在此类容器中使用的多层式膜的发现相关联，该容器允 许在对其施加热量和/或压力时蒸汽或空气的排出、并且自动地自密封以防止进一步的 流体流动、容器的内容物的泄露或腐败。优选地，这些自通气自密封容器具有足够的耐 久性而能承受热填充操作。这样的热填充操作典型地包括在从约170°F(77°C)到约 212°F(KKTC)的温度。这些容器和薄膜还有利地是在暴露于微波加热中、当内部容器压 力超过阈值时自通气的，并且在将该容器冷却到室温和/或降低容器的内部压力时自密封 的。这些容器的自通气且自密封的性质是由如下文更详细描述的特殊密封特性产生的，其 中在所限定的自通气自密封性密封件区域中，相对于给定周向密封件的非通气性密封件区 域而言，密封件宽度不同。这些容器的自通气且自密封的性质进一步是由在此类容器中使 用的多层式薄膜的密封剂层中所使用的特殊材料产生的。这些自通气自密封性密封件区域 的具体结构特征和几何形状还可以用于改善通气位置和对排出气体的控制。
[0007] 本发明的多个实施例针对一种热填充容器，该热填充容器包括由多层式薄膜的密 封剂层形成的一个周向密封件。该周向密封件具有至少一个自通气自密封性密封件区域， 该密封件区域具有的最小通气性密封件宽度小于一个非通气性密封件区域的最小非通气 性密封件宽度。在一个优选实施例中，至少一个自通气自密封性密封件区域位于周向翅片 密封件区域中。该周向密封件包括所有与该多层式薄膜中相同的层。给定的周向密封件，包 括其自通气、自密封性和非通气性密封件区域，一般是由一种类型的多层式薄膜和一种类 型的基础材料形成的。而且，这些自通气自密封性和非通气性密封件区域通常暴露在相同 的容器内部环境中。因此，在这些因素在给定的周向密封件上为恒定或大致恒定的情况下， 能够改变不同密封件区域中的密封件厚度和/或几何形状，以便调节发生气体排出的难易 度并且调节其他通气特性。然而，本发明的实践并不要求这些因素在这些密封件区域上是 恒定的或基本上恒定的。
[0008] 该多层式薄膜的密封剂层一般是指暴露于容器的内部内容物（例如食物）的最内 层。密封剂层用于在相邻粘结表面处与自身或另一种材料粘结而形成周向密封件，一般是 通过热密封而形成。根据多个具体实施例，该密封剂层是不含蜡的。例如，代表性的多层式 薄膜并且因此由此类薄膜形成的密封件包括具有密封剂层的任何薄膜，该密封剂层包含聚 乙烯、优选茂金属聚乙烯以及更优选地相对于该密封剂层的总重量而言在按重量计50%与 100%之间的茂金属聚乙烯。该基础材料可以是单层式或多层式薄膜。该另一种材料可以 是与该多层式薄膜相同类型或不同类型的第二多层式薄膜。例如，在可蒸煮容器是通过将 多层式薄膜折叠到自身上并且将重叠边缘进行热密封而形成的实施例中，该多层式薄膜和 基础材料必须是相同的，其相邻密封层也是如此。
[0009] 本发明的多个进一步的实施例针对一种热填充容器，该热填充容器包括由多层式 薄膜的密封层形成的一个周向密封件。在自通气自密封性密封件区域中的周向密封件相对 于在非通气性密封件区域中的周向密封件形成一个向内的突起。如以上讨论的，该周向密 封件是由多层式薄膜的密封剂层形成的，其中该密封剂层包含聚乙烯、优选茂金属聚乙烯、 并且更优选地相对于该密封剂层的总重量而言在按重量计50%与100%之间的茂金属聚 乙烯。
[0010] 根据以上任一实施例，这些特定的密封特性有利地对热填充容器提供了所希望的 自通气自密封能力。在代表性容器中，如在此描述的，当容器内的压力超过阈值时，气体穿 过一个或多个自通气自密封性密封件区域被排出。这个阈值压力一般是至少Ipsig(即， Ipsi表压或在周围环境压力（一般为大气压）以上Ipsi)并且典型地是至少2psig、并且 在一些情况下是至少5psig。使容器通过自通气性密封件区域进行通气的示例性阈值压力 是在从约Ipsig至约5psig的范围内。
[0011] 关于本发明的这些和其他的实施例和方面从以下详细说明中是清楚的。 附图简要说明
[0012] 图Ia描绘了具有自通气自密封性以及非通气性密封件区域的代表性容器的平面 视图。
[0013] 图Ib描绘了本发明的多层式薄膜的侧面，其中该薄膜被折叠以提供翅片密封件。
[0014] 图2描绘了图Ia的容器的自通气自密封性密封件区域的特写视图。
[0015] 图3A-3D描绘了替代性的自通气自密封性密封件区域的几何形状。
[0016] 图4A-4B描绘了适合用于在此描述的可蒸煮容器的多层式薄膜的截面视图。
[0017] 图la_4B旨在以举例方式而非限制方式来展示本发明的多个实施例。在这些图中 涉及的特征不一定按比例绘制，并且应理解为呈现对本发明和/或所涉及的原理的一种展 示。所描绘的某些特征已相对于其他特征被放大或扭曲，以便于解释和理解。遍及这些图 中，相同的参考号用来指代相似的元件和尺寸。本领域技术人员将认识到，根据本发明的多 个替